Camshaft Introduction
L' albero a camme è un componente di un motore a pistoni. La sua funzione è controllare l'apertura e la chiusura della valvola. Sebbene la velocità dell'albero a camme in un motore a quattro tempi sia la metà di quella dell'albero a gomiti (in un motore a due tempi, la velocità dell'albero a camme è la stessa di quella dell'albero a gomiti), la sua velocità è generalmente ancora molto elevata e deve sopportare molta coppia. Pertanto, il design ha requisiti elevati per la resistenza e il supporto dell'albero a camme, che è generalmente realizzato in acciaio legato o acciaio legato di alta qualità. Poiché la legge del movimento della valvola è correlata alla potenza e alle caratteristiche di funzionamento del motore, il design dell'albero a camme gioca un ruolo molto importante nel processo di progettazione del motore.
Condizioni di lavoro e materiali dell'albero a camme
L'albero a camme sopporta un carico d'urto periodico. La sollecitazione di contatto tra la camma e la punteria è molto elevata e anche la relativa velocità di scorrimento è molto elevata, quindi la superficie di lavoro della camma è seriamente usurata. In considerazione di questa situazione, il perno dell'albero a camme e la superficie di lavoro della camma devono avere un'elevata precisione dimensionale, rugosità superficiale ridotta e rigidità sufficiente, nonché un'elevata resistenza all'usura e una buona lubrificazione.
L'albero a camme è solitamente forgiato in acciaio al carbonio o acciaio legato di alta qualità e può anche essere fuso in ghisa in lega o ghisa nodulare. Le superfici di lavoro del perno e della camma vengono lucidate dopo il trattamento termico.
Struttura
Il corpo principale dell'albero a camme è un'asta cilindrica la cui lunghezza è approssimativamente uguale a quella della bancata. Diverse camme sono rivestite su di esso per azionare la valvola. L'albero a camme è supportato nel foro del cuscinetto dell'albero a camme attraverso il perno dell'albero a camme, quindi il numero del diametro dell'albero a camme è un fattore importante che influenza la rigidità del supporto dell'albero a camme. Se la rigidità dell'albero a camme è insufficiente, durante il funzionamento si verificherà una deformazione da flessione, che influirà sulla fasatura delle valvole.
Il lato della camma è a forma di uovo. È progettato per garantire un'aspirazione e uno scarico sufficienti del cilindro. Inoltre, in considerazione della durata e della scorrevolezza del motore, la valvola non deve avere urti eccessivi dovuti al processo di accelerazione e decelerazione durante le azioni di apertura e chiusura, altrimenti causerà una grave usura della valvola, aumento del rumore o altri gravi conseguenze. Pertanto, la camma è direttamente correlata alla potenza, alla coppia erogata e alla stabilità di marcia del motore.
Posizione dell'albero a camme
Esistono tre tipi di posizioni dell'albero a camme: inferiore, centrale e superiore. L'albero a camme del treno valvole inferiore si trova nel basamento, l'albero a camme del treno valvole centrale si trova nella parte superiore del corpo motore e l'albero a camme del treno valvole superiore si trova sulla testata.
Attualmente, i motori della maggior parte dei veicoli di serie sono dotati di alberi a camme in testa. I principali vantaggi della struttura dell'albero a camme in testa sono meno parti mobili, catena di trasmissione corta e grande rigidità dell'intero meccanismo, che rende l'albero a camme più vicino alla valvola, riducendo lo spreco di energia cinetica di andata e ritorno causato dalla grande distanza tra l'albero a camme e la valvola. Il motore con albero a camme in testa ha una maggiore velocità e una migliore stabilità di funzionamento grazie alla rapida apertura e chiusura delle valvole.
Trasmissione
Le modalità di trasmissione comuni tra albero a camme e albero motore includono trasmissione ad ingranaggi, trasmissione a catena e trasmissione a cinghia dentata. La trasmissione tra l'albero a camme inferiore e l'albero a camme centrale e l'albero motore è azionata principalmente dall'ingranaggio di distribuzione cilindrico. Generalmente, è necessaria solo una coppia di ingranaggi dall'albero motore all'albero a camme. Se il diametro dell'ingranaggio di trasmissione è troppo grande, è possibile aggiungere un altro ingranaggio folle intermedio. Al fine di lisciare la maglia e ridurre il rumore di lavoro, la maggior parte degli ingranaggi di distribuzione sono ingranaggi elicoidali.
La trasmissione a catena è comune tra l'albero a camme in testa e l'albero motore, ma la sua affidabilità e durata non sono buone come la trasmissione a ingranaggi. La cinghia dentata è ampiamente utilizzata per sostituire la catena di trasmissione sui motori ad alta velocità, ma la trasmissione a catena è ancora utilizzata su alcuni motori ad alta potenza. La cinghia dentata ha le caratteristiche di basso rumore, funzionamento affidabile e basso costo. Per DOHC, l'albero a camme di scarico è solitamente azionato dall'albero motore attraverso la cinghia di distribuzione o la catena, l'albero a camme di aspirazione è azionato dall'albero a camme di scarico attraverso la catena metallica, oppure sia l'albero a camme di aspirazione che l'albero a camme di scarico sono azionati dall'albero motore attraverso la cinghia o catena.
Colpa
Difetti comuni dell'albero a camme includono usura anomala, rumore anomalo e frattura. L'usura anormale di solito si verifica prima del rumore anomalo e della frattura.
(1) L'albero a camme è quasi alla fine del sistema di lubrificazione del motore, quindi le condizioni di lubrificazione non sono ottimistiche. Se la pressione di alimentazione dell'olio della pompa dell'olio è insufficiente o il passaggio dell'olio lubrificante è bloccato, l'olio lubrificante non può raggiungere l'albero a camme o la coppia di serraggio dei bulloni di fissaggio del coperchio del cuscinetto è troppo grande e l'olio lubrificante non può entrare il gioco dell'albero a camme, l'albero a camme si usurerà in modo anomalo.
(2) L'usura anomala dell'albero a camme causerà un aumento dello spazio tra l'albero a camme e la sede del cuscinetto e lo spostamento assiale si verificherà quando l'albero a camme si muove, con conseguente rumore anomalo. L'usura anomala causerà anche un aumento del gioco tra la camma di trasmissione e la punteria idraulica e la camma entrerà in collisione con la punteria idraulica durante il montaggio, provocando un rumore anomalo.
(3) L'albero a camme a volte si rompe e altri gravi guasti. Le cause più comuni sono la rottura della punteria idraulica o l'usura grave, la scarsa lubrificazione grave, la scarsa qualità dell'albero a camme e la rottura dell'ingranaggio di distribuzione dell'albero a camme.
(4) In alcuni casi, il guasto dell'albero a camme è causato da fattori umani, soprattutto quando l'albero a camme non viene rimosso correttamente durante la manutenzione del motore. Ad esempio, quando si rimuove il coperchio del cuscinetto dell'albero a camme, utilizzare un martello per colpire con forza o utilizzare un cacciavite per staccarlo, oppure installare il coperchio del cuscinetto nella posizione errata, con conseguente mancata corrispondenza tra il coperchio del cuscinetto e la sede del cuscinetto, o il la coppia di serraggio dei bulloni di fissaggio del coperchio del cuscinetto è eccessiva. Quando si installa il coperchio del cuscinetto, prestare attenzione alla freccia di direzione e al numero di posizione sulla superficie del coperchio del cuscinetto e serrare i bulloni di fissaggio del coperchio del cuscinetto con una chiave dinamometrica in stretta conformità con la coppia specificata.
